[發(fā)明專利]沿著混響空腔中的多個路徑的無線電力收集

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380026014.4
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN104303391B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杰森·P·博默爾;阿倫·阿亞加里
• 申請（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號: H02J50/20
• 分類號: H02J50/20;H01Q1/22
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

背景技術(shù)

在商用飛機中，傳感器可以位于燃料箱中測量溫度、水分含量、燃料平面、氧氣水平、及其他物理量。因為美國聯(lián)邦政府法規(guī)禁止電力存儲設(shè)備(諸如電池和超級電容)設(shè)于燃料箱內(nèi)部，所以傳感器從燃料箱外部的電源接收電力。

電力可以通過延伸到燃料箱中的電線提供給傳感器。該電線同樣可以被用來數(shù)據(jù)通信。然而，電線會增加飛機的重量。所增加的重量會增加飛機的運營成本。電線因需要檢查同樣會增加維護(hù)成本。

在替代方式中，傳感器可以從周圍環(huán)境的源(例如，振動、熱能和太陽能)收集能量。然而，從周圍環(huán)境的源的收集是不可靠而且不一致的，而且，對于密閉結(jié)構(gòu)，如燃料箱，未必是可行的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本文中的實施方式，一種包含以下結(jié)構(gòu)的裝置，該結(jié)構(gòu)包括空腔，當(dāng)利用電磁能激發(fā)該空腔時產(chǎn)生具有隨機分布的場振幅和極性的電場。該裝置進(jìn)一步包括空腔內(nèi)的傳感器。傳感器具有用于沿著空腔內(nèi)部不同的路徑無線收集操作電力(operating?power)的多個天線。

根據(jù)本文中的另一實施方式，一種方法，包括操作混響空腔中的傳感器，包括收集從空腔內(nèi)部的多個方向和方位入射的能量，組合(combine)所收集的能量，并且使用所結(jié)合的能量為傳感器提供電力。

根據(jù)本文中的另一實施方式，一種運載工具包括一種燃料箱，并且燃料箱傳感器安裝在燃料箱內(nèi)部。傳感器具有用于沿著箱內(nèi)部不同的路徑無線收集能量的多個天線。

根據(jù)本文中的另一實施方式，一種飛機包括燃料箱，以及燃料箱內(nèi)部的多個燃料箱傳感器。至少一些燃料箱傳感器具有用于無線收集從箱內(nèi)的多個方向和方位入射的操作電力的多個天線。

根據(jù)本文中的另一實施方式，一種傳感器包括沿著不同的路徑引導(dǎo)的多個天線，以及用于組合在天線上收集的電力的電路。天線被調(diào)諧到不同頻率。傳感器被配置為如果在任何天線上沒有接收到電力則變?yōu)榉沁\行。傳感器進(jìn)一步包括換能器，該換能器用于使用來自電路中的電力測量物理量。

根據(jù)本文中的另一實施方式，傳感器系統(tǒng)包括多個傳感器，該多個傳感器用于執(zhí)行物理參數(shù)的測量，每一個傳感器具有多個天線和用于收集操作能量的電路，天線被調(diào)諧到不同頻率。

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種裝置，包括一種包括空腔的結(jié)構(gòu)，其空腔當(dāng)利用電磁能來激發(fā)時產(chǎn)生具有隨機分布的場振幅和極性的電場；以及空腔內(nèi)的傳感器，該傳感器具有用于沿著空腔內(nèi)部不同的路徑無線收集操作電力的多個天線。

有利地，所述空腔具有變化的邊界條件。

有利地，傳感器包括用于組合從天線收集的電力的電路。優(yōu)選地，傳感器包括換能器，該換能器用于使用組合的電力以執(zhí)行測量。優(yōu)選地，傳感器進(jìn)一步包括由組合電力來操作的數(shù)據(jù)發(fā)射器。

有利地，傳感器被配置為在空腔內(nèi)部的能量衰減過程中變?yōu)榉沁\行。優(yōu)選地，傳感器存儲不多于200微焦?fàn)柕哪芰俊?/p>

有利地，本發(fā)明進(jìn)一步包括空腔外部的電源，以及空腔內(nèi)部的用于利用電磁能激發(fā)空腔的至少一個輻射元件。

有利地，天線具有不同的平面和方位。優(yōu)選地，該天線是空間移位的并正交取向的。優(yōu)選地，該天線空間移位在電磁能頻率處的波長的部分(fraction)。

有利地，天線被調(diào)諧到不同的頻帶。

有利地，本發(fā)明進(jìn)一步包括空腔內(nèi)的至少一個附加傳感器，每一個附加傳感器具有用于沿著空腔內(nèi)部不同的路徑無線收集操作電力的多個天線。優(yōu)選地，至少一個傳感器的不同的天線被調(diào)諧到不同的可用頻率。可選地至少一個傳感器的所有天線被調(diào)諧到特定頻率。可選地，不同的傳感器被調(diào)諧到不同頻率，以利用空腔的物理約束。

有利地，該結(jié)構(gòu)包括燃料箱。

有利地，該結(jié)構(gòu)包括飛機客艙。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種方法包括，操作在混響空腔的傳感器，包括收集從空腔內(nèi)部的多個方向和方位入射的能量；組合收集的能量；以及使用組合的能量為傳感器供電。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種運載工具，包括燃料箱；以及安裝到燃料箱內(nèi)的燃料箱傳感器，該傳感器具有用于沿著箱內(nèi)不同的路徑無線收集能量的多個天線。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種飛機，包括燃料箱；以及燃料箱內(nèi)的多個燃料箱傳感器，至少一些燃料箱傳感器具有用于收集從箱內(nèi)的多個方向和方位無線入射的操作電力的多個天線。

有利地，燃料箱容納在翼盒內(nèi)部，并且其中，線纜穿透翼盒的并且終止于燃料箱內(nèi)的輻射元件處。

有利地，本發(fā)明進(jìn)一步包括機艙和機艙內(nèi)的多個機艙傳感器，至少一些機艙傳感器具有用于沿著機艙內(nèi)不同的路徑無線收集能量的多個天線。